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槽式太阳能集热器集热性能分析(B):吸收管内换热特性研究

槽式太阳能集热器集热性能分析(B):吸收管内换热特性研究
槽式太阳能集热器集热性能分析(B):吸收管内换热特性研究

中国工程热物理学会 学术会议论文
工程热力学与能源利用 编号:081097
槽式太阳能集热器集热性能分析(B) : 吸收管内换热特性研究
程泽东,何雅玲*,肖杰,陶于兵
(西安交通大学 能源与动力工程, 动力工程多相流国家重点实验室, 陕西 西安, 710049) (Tel: 029-********, Email: yalinghe@https://www.doczj.com/doc/831009854.html,) 摘要:本文上篇[1]通过蒙特卡罗光线追踪法(MCRT)对抛物槽式太阳能集热器吸热管表面能流密度 分布进行了模拟,并且考察了太阳光不平行夹角对能流密度分布的影响,分析了不同几何聚光比和边 界角下能流密度的分布规律。模拟计算揭示抛物槽式太阳能集热器吸热管表面能流密度分布是很不均 匀的。本文下篇将在此工作基础上,将自编程与FLUENT软件相结合,对以Syltherm 800 液体油为传 热介质的LS2 集热器[2]吸收管管内流体对流换热进行三维流固耦合数值模拟计算和分析。模拟中考虑 计算结果与实验数据对比 了液体油热物性随温度的变化以及吸收管外管壁辐射换热。模拟计算表明: 符合较好,平均偏差在 1%以内。在太阳直射强度大致相同情况下,入口流速与入口温度对接收器外表 面上最大温差及内表面上对流换热影响很大;同时变物性对流体对流换热影响也较大。而接收器管壁 上无论沿轴向还是周向方向上各交线的最大温差之间均相差较大,达到 20K~30K,由此引起的各平行 线上热膨胀是不协调的,当温差情况更糟时将对吸热器自身性能造成极坏影响。 关键词:热流分布; 蒙特卡罗; 射线追踪法;对流换热; 变物性
0 前言
在对槽式集热器吸热器进行实验研究与数值模拟方面,上世纪 90 年代美国Sandia 国家实验室Dudley等人与KJC公司合作对槽式太阳能热发电系统(SEGS)中典型LS2 集 热器热效率与热损失进行了实验研究,并建立了分析实验数据的一维模拟程序[2]。澳大 利亚Odeh S.D.等人在此基础上建立了比较完整的LS2 集热器热效率与热损失一维分析 模型,并将其模型应用到直接蒸汽生成(DSG)槽式太阳能热发电系统[3]。国内王志峰 采用聚焦影像概念的光学分析方法获得了接收器表面热流分布, 对接收器管内流体流动 与换热建立了三维数学模型,在此基础上指出了接收器热流分布非均匀化的影响,并重 点分析了由此而引起的吸热器环形空间内的自然对流换热特性[4]。帅永与谈和平等人应 用蒙特卡罗法对理想的槽式和碟式两种抛物面集热器在不同焦距、 不同边缘角时焦面上 的热流密度进行了计算,以期为太阳能聚能系统的设计和安装提供参考依据[5]。 本文上篇通过蒙特卡罗光线追踪法(Monte Carlo Ray-Trace Method, MCRT)对抛物
*基金项目:国家自然科学基金重点项目(50736005)及国家重点基础研究发展计划项目 (973 项目) (2007CB206902)资助。

槽式太阳能集热器吸热管表面能流密度分布进行了模拟, 并且考察了太阳光不平行夹角 对能流密度分布的影响,分析了不同几何聚光比和边界角下能流密度的分布规律[1]。模 拟分析揭示抛物槽式太阳能集热器吸热管表面能流密度分布是很不均匀的。 可以想象,在大型集热器聚焦能流密度很高的情形下,由于能流分布不均匀将使得 集热器吸热器周向及轴向上产生很大的温差, 由此引起的热膨胀将对集热器本身性能将 会造成极坏的影响。为此,本篇将在 Dudley 等人实验基础上,结合采用蒙特卡罗射线 追踪法(MCRT)求热流分布的自编程与 FLUENT 软件,对其实验用 LS2 集热器吸收管 管内对流换热进行三维数值模拟, 并进一步考察吸热器接收管表面温差情况及分析由此 而引起的吸热管壁热膨胀问题。
1 物理模型
为了便于比较分析,选用Dudley等人[2]实验的LS2 槽式太阳能集热器吸热器为研究 对象,其结构剖面图简图如图 1 所示。吸热器主要由玻璃管外管、内外管间高度真空环 形空间、不锈钢接收器内管及其表面覆盖选择性吸收涂层(陶瓷) 、内管内插固体阻塞 件以及绝热端部等组成。Dudley等人实验所用是由两个LS2 集热单元模块构成的长为 7.8m的吸热器。
图 1 槽式集热器吸热器结构轴向剖面示意图
作如下简化假设: (1)吸热器内外管之间的环形空间内真空度较高,故暂不考虑环 形空间内导热与对流换热损失,只计算辐射热损; (2)吸热器外管即玻璃管的内表面为 恒定均匀温度; (3)忽略集热器各环节聚光误差、假设系统太能跟踪装置性能较好,太 阳光垂直于集热器开口平面入射即取入射角修正系数 K=1。
2 模拟计算
2.1 蒙特卡罗射线追踪法求热流分布 运用本文上篇中自编的采用蒙特卡罗射线追踪法(MCRT)求热流分布计算程序, 求得了本篇表 1 中 3 种工况下吸热器接收管外管壁上太能能热流分布。 计算中考察了蒙 特卡罗随机统计方法的可统计性与计算网格数之间的关系, 发现计算结果亦依赖于计算 网格数。对此,在结合自编程与 FLUENT 计算过程中,所选网格数应综合考虑蒙特卡 罗统计性要求与本篇运用 FLUENT 软件计算流体换热的要求。

2.2 吸热管内对流换热三维数值模拟数学模型 吸热管内对流换热三维数值模拟控制方程包括连续性方程、动量方程、带源项能量 方程以及标准k-ε两方程。各边界条件如下:入口采用质量流量入口边界条件,各参数根
2 据表 1 中各工况确定,入口初始紊动能 κ = 1% ?1/ 2u∞ 、湍流扩散率 ε = cμ ? ρ (T ) ? k 2 / η t 其
中 cμ = 0.09, ηt 取100 [7];出口采用充分发展假设、壁面上采取壁面函数法[7]。
表 1 本篇 3 种典型计算工况[2] 实验工况 工况 1 工况 2 工况 3 I (W/m2) 933.7 937.9 920.9 qm (kg/s) 0.6782 0.6206 0.5457 Ta (K) 294.35 301.95 302.65 Ti (K) 375.35 570.95 652.65
此外,吸热器管内传热介质为美国DOW公司生产的Syltherm 800 液体油。计算中考 虑Syltherm 800 液体导热油的热物性随温度变化,其关系式参见式(1)~式(4) ,上标l [6] 表示液体状态,适用温度范围为 373.15K~673.15K 。
C (Pl) = 0.001708T + 1.107798
( kJ/kg ? K ) ( W/m ? K )
(1) (2) (3)
λ ( l) = ?5.753496 ×10?10 T 2 ? 1.875266 ×104 T + 1.900210 ×10?1
ρ ( l) = ?6.061657 ×10?4 T 2 ? 4.153495 ×10?1T + 1.105702 ×103
( kg/m )
3
u ( l ) = 6.672 × 10 ?7 T 4 ? 1.566 × 10?3 T 3 + 1.388 ? T 2 ? 5.541× 102 T + 8.487 × 104
( μPa ? s )
(4)
2.3 吸热器内管外壁表面热边界条件处理 计算中将吸热器内管外表面与恒温玻璃管内表面之间的净辐射换热量[8]作为固体管 壁中的附加源项来处理[7]。同时将由采用蒙特卡罗射线追踪法(MCRT)求解太阳能流 分布的自编程序计算得到的沿吸收管外管壁热流分布, 经过数据传递子程序转换传送给 FLUENT软件作为该管壁边界上热流边界条件。 2.4 吸热管内对流换热模拟计算区域与网格考察 在前述简化假设下,吸收管内三维数值计算区域包括吸收管管壁固体区域、管内流 体区域以及内插件固体区域。在采用整场求解时,固体与流体区域中的导热系数采取各 自的实际值,而流固耦合界面上应满足热流密度连续条件,故而应使固体侧定压比热容 取值为流体侧定压比热容[7]。对于计算网格的考察,计算中发现应综合蒙特卡罗统计性 要求与计算流体换热要求来考察网格独立性。考察计算结果见于表 2,考察是基于表 1 中工况 1 进行的。
表 2 网格独立性考察 网格数 32*32*240 40*40*270 52*52*300 60*60*330 MC 可统计性 差 一般 较好 好 平均摩擦系数 0.01783532 0.01782836 0.01786884 0.01790151 平均 Nu 数 72.5761 69.3451 63.7423 62.5784

由上表可见,考虑计算量等因素则采用第三套网格(52*52*300)进行计算已足够。 在此基础上,本篇详细计算了表 1 中所列 3 种实验工况[2]下吸热器吸收管管壁热流分布 及吸收管管内对流换热情况。
3 计算结果与分析
3.1 蒙特卡罗射线追踪法求热流分布计算结果 采用本文上篇中蒙特卡罗射线追踪法(MCRT)求热流分布的自编程序求得表 1 中 各工况下吸热器接收管外管壁上太能能热流分布,如图 2 所示。为便于后续比较分析, 本篇所选 3 种工况下的太阳直射强度非常相近, 故而使得吸热器接收管壁上的太阳热流 分布亦十分接近。而且,由图可见沿吸热器管壁周向的太阳热流是对称分布的,但圆周 上热流分布却极不均匀。如本文上篇所述,在对称的 0°~180°或 180°~360°范围内亦可将 其分为阳光直射区,能流密度递增区,能流密度衰减区以及遮蔽效应区 4 部分。
60000 50000 40000 30000 20000 10000 0
φ
热流密度 /Wm
-2
工况1 工况2 工况3
0
60
120
φ /°
180
240
300
360
图2
3 种工况下太阳热流分布
3.2 吸热管内对流换热计算结果与实验数据对照 Dudley等人对陶瓷涂层及环形空间高度真空情形下LS2 集热器热效率与热损失实验 数据进行分析给出了实验条件范围内集热器效率如下关系式[2]:
η = K [ 73.3 ? 0.007276ΔT ] ? 0.496 ( ΔT I ) ? 0.0691( ΔT 2 I )
(5)
其中 K 为入射角修正系数,是太阳光直射入射角的函数,按本篇假定取 K=1;ΔT 为吸热器流体温度与环境温度之间的温差;I 为太阳直射强度。 本篇计算 3 种典型实验工况下吸热器出口温度To及集热器效率 h ,与相应实验数据
To,test及 htest 的对比见于表 3。 表 3 模拟计算结果与实验数据对比 实验 工况 工况 1 工况 2 工况 3 I (W/m ) 933.7 937.9 920.9
2
qm (kg/s) 0.6782 0.6206 0.5457
Ta (K) 294.35 301.95 302.65
Ti (K) 375.35 570.95 652.65
To,test (K) 397.15 590.05 671.15
To (K) 401.54 592.58 675.11
E (%) 1.105 0.429 0.590
htest
(%) 72.51 67.98 62.34
h
(%) 71.91 65.35 60.69

由表 3 可见,模拟计算结果与实验数据最大相对偏差在 1.105%,平均相对偏差 0.708%, 符合较好。 由表 3 还可以看出, 流体出口温度的模拟计算结果均稍大于实验值, 因而误差 E 很大程度上可能是由于本文上篇假设吸热器表面太阳能完全被吸收 (不考虑 金属管表面二次反射) ,以及本篇前述假设忽略了吸热器环形空间内残留空气的导热或 对流换热热损失等引起的。 3.3 接收器对流换热与最大温差分析 表 1 中所列各工况下吸热器接收管外表面上最大温差ΔTmax及接收器内表面上平均 Nu数列于表 4。可见,在太阳直射强度大致相同而传热介质质量流量(或流速)与入口 温度各不相同情况下, 入口流速与入口温度对接收器外表面最大温差及内表面上对流换 热影响很大。随着流量qm的降低、入口温度Ti的升高,吸热管及其外管壁温差增大。工 况 3 相对于工况 1,管壁表面最大温差相对增大超过 10K。但是,其入口流速最小而平 均换热Nu数却增大了一倍多。 这是由于变物性传热介质的物性随温度的变化相对很大所 导致的,并可由经典管内湍流换热实验关联式定性说明[8]。随着流体入口温度Ti的升高、 流量qm的降低,由流体物性关系式式(1)~式(4)知流体流速、密度及粘性均降低, 但粘性降低幅度比前两个都大,则雷诺数增大;而普朗特数随温度升高虽有降低,但其 幅度远远小于雷诺数增大幅度,从而平均换热Nu数却是增加。由此可以看出变物性对流 体对流换热影响较大。
表 4 接收器内管壁上对流换热情况与最大温差 实验工况 工况 1 工况 2 工况 3 I (W/m ) 933.7 937.9 920.9
2
qm (kg/s) 0.6782 0.6206 0.5457
Ti (K) 375.35 570.95 652.65
Tmax (K) 449.74 651.47 735.57
Tmin (K) 380.79 570.71 651.78
ΔTmax (K) 68.95 80.76 83.79
Average Nu 63.7423 73.9223 104.7754
下面将就表 4 温差情况相对较差的工况 3 下接收器外表面最大温差分布进行分析。 图 3 所示为沿吸热器轴向 x 方向上各处横截面与接收器外表面交线(圆)上的最大 温差分布。 由图可见, 各交线上最大温差随 x 的增大而增大, 并且开始时增加幅度很大。 这是由于传热介质入口温度相对较小而大量吸收太阳热流使得壁面温升很小, 则外表面 上温差相对很小;沿着轴向方向当温度达到一定值以后,流体吸热能力下降,管壁温度 迅速上升使得外管壁上温差逐渐增大。但各交线圆上最大温差为 65.88K 小于表 4 中所 示的整个接收器外表面上的最大温差 83.79K,则局部热膨胀情况相对稍好一些。 图 4 所示为沿接收器外表面周向线上各平行于轴线 x 的轴向直线上最大温差分布。 在图示 120°左右处,接收器外表面轴向直线上最大温差有一最大值,而在 290°左右处 有一最小值。若将整个圆周周向首尾相连来看,则接收器外表面各轴向直线上最大温差 沿周向分布正好近似关于二者连线对称。 由图 2 可知该对称线两侧热流分布差别非常大, 但两侧轴线上最大温差并没有出现对应于热流分布那样差别巨大的温差分布, 这可能是 由于管壁固体导热作用的缘故。 对比图 3 与图 4 可知, 沿轴向直线上的最大温差要小于沿周向各交线圆上最大温差。 这主要是由于太阳热流密度沿轴向直线不均匀分布较小而沿周向上分布却是极大地不

均匀(参见图 2)所造成的。由图 3 及图 4 还可以看出,无论沿轴向各平行直线还是周 向方向上各交线之间的最大温差均相差较大, 达到 20K~30K, 故而由此引起的热膨胀必 然是不协调的,当温差情况更糟时将对吸热器自身的性能造成极坏影响。SEGS 实际运 行过程中工质流量要比 Dudley 等人实验的工质流量大,这在一定程度上会有所改善, 但流速过大也使流阻增加,运行要求更高。
80
40 36
φ
32
60
最大温差 / K
最大温差 / K
28 24 20 16
40
20
12
0
1
2
轴向x上位置 / m
3
4
5
6
7
8
0
60
120
φ/°
180
240
300
360
图 3 周向线上最大温差的轴向分布
图 4 平行轴向线上最大温差的周向分布
4 结论
本篇在本文上篇所述方法基础上,通过将采用蒙特卡罗射线追踪法(MCRT)求解 太阳能流沿槽式集热器吸收管管壁分布的自编程与 FLUENT 软件相结合,对变物性传 热介质下 LS2 集热器吸收管管内对流换热进行了三维数值模拟。 数据分析表明本模拟计 算结果与实验数据对比符合较好,平均偏差在 1%以内。得到结论如下: (1)将采用蒙特卡罗射线追踪法求解太阳能流沿槽式集热器吸收管管壁分布的自 编程与 FLUENT 软件相结合不仅要正确实现数据传递,而且应综合考查网格独立性。 (2)在太阳直射强度大致相同情况下,入口流速与入口温度对接收器外表面上最 大温差及内表面上对流换热影响很大。同时变物性对流体对流换热影响也较大。 (3) 接收器管壁上无论沿轴向还是周向方向上各交线的最大温差之间均相差较大, 达到20K~30K,由此引起的各平行线上热膨胀是不协调的。 (4)当接收器管壁上聚焦能流密度更高、分布更不均匀情形下,使得温差情况更 糟,将对吸热器自身性能造成极坏影响,从而对太阳能聚能系统设计、安装与运行有更 高要求。 参考文献
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槽式太阳能集热器集热性能分析(B):吸收管内换热特性研究
作者: 作者单位: 程泽东, 何雅玲, 肖杰, 陶于兵 西安交通大学能源与动力工程,动力工程多相流国家重点实验室,陕西 西安,710049
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换热器特性与用途及优缺点评析

换热器特性与用途及优缺点评析 换热器 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。 英语翻译:heat exchanger 换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。在热量交换中常有一些腐蚀性、氧化性很强的物料,因此,要求制造换热器的材料具有抗强腐蚀性能。换热器的分类比较广泛:反应釜压力容器冷凝器反应锅螺旋板式换热器波纹管换热器列管换热器板式换热器螺旋板换热器管壳式换热器容积式换热器浮头式换热器管式换热器热管换热器汽水换热器换热机组石墨换热器空气换热器钛换热器换热设备,要求制造换热器的材料具有抗强腐蚀性能。它可以用石墨、陶瓷、玻璃等非金属材料以及不锈钢、钛、钽、锆等金属材料制成。但是用石墨、陶瓷、玻璃等材料制成的有易碎、体积大、导热差等缺点,用钛、钽、锆等稀有金属制成的换热器价格过于昂贵,不锈钢则难耐许多腐蚀性介质,并产生晶间腐蚀。 换热器在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中,常常需要把低温流体加热或者把高温流体冷却,把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。这些过程均和热量传递有着密切联系,因而均可以通过换热器来完成。 随着经济的发展,各种不同型式和种类的换热器发展很快,新结构、新材料的换热器不断涌现。为了适应发展的需要,我国对某些种类的换热器已经建立了标准,形成了系列。完善的换热器在设计或选型时应满足以下基本要求: (1)合理地实现所规定的工艺条件; (2)结构安全可靠; (3)便于制造、安装、操作和维修; (4)经济上合理。 浮头式换热器的一端管板与壳体固定,而另一端的管板可在壳体内自由浮动,壳体和管束对膨胀是自由的,故当两张介质的温差较大时,管束和壳体之间不产生温差应力。浮头端设计成可拆结构,使管束能容易的插入或抽出壳体。(也可设计成不可拆的)。这样为检修、清洗提供了方便。但该换热器结构较复杂,而且浮动端小盖在操作时无法知道泄露情况。因此在安装时要特别注意其密封。 浮头换热器的浮头部分结构,按不同的要求可设计成各种形式,除必须考虑管束能在设备内自由移动外,还必须考虑到浮头部分的检修、安装和清洗的方便。 在设计时必须考虑浮头管板的外径Do。该外径应小于壳体内径Di,一般推荐浮头管板与壳体内壁的间隙b1=3~5mm。这样,当浮头出的钩圈拆除后,即可将管束从壳体内抽出。

如何选择太阳能集热器类型

如何选择太阳能集热器类型 链接:https://www.doczj.com/doc/831009854.html,/tech/11316.html 如何选择太阳能集热器类型 太阳能集热器的类型,目前国内市场上用的太阳能集热器的类型主要有:平板式、真空管式、热管式、U型管式四种,四种类型各有优缺点,没有一种是完美的、占有绝对优势的。用户选择太阳能集热器类型应根据安装所在地的气候特征以及所需热水温度、用途来选定。 对于广东、福建、海南、广西、云南等冬天不结冰的南方地区的用户,选取用平板式太阳能集热器是非常合适的,因为不需要考虑冬天抗冻的问题,而平板型太阳能集热器的缺点是不抗冻,所以在南方地区使用,该缺点不会表现出来,而平板型的优点却是非常突出的:热效率高,金属管板式结构、免维护、15年寿命、性价比高。长江、黄河流域地区的用户,因为冬天会结冰,而且冬天气温高于—20℃,所以选用真空管太阳能集热器是比较合适的,既可以抗冻,性价比也比热管、U型管高,但是真空管的主要缺点是:不承压、易结水垢、易爆裂。 在东北三省、内蒙古、新疆、西藏地区的用户就必须选用热管型太阳能集热器,因为热管抗—40℃低温,平板式、真空管都是无法抵抗如此低温,但是热管的造价很高,而且热效率最低。 对于工业用途的热水,最好选择平板型太阳能集热器。工业热水用量大,需要很大面积的太阳能集热器,要求集热器不易损坏、易维护、可承压,平板集热器在此方面具有显著的优越性。真空管、热管、U型管集热器都不能用于大工程,例如,真空管集热器平均每年有8‰的破损率,而一根管的破裂将导致整个系统瘫痪。 综上所述,不同类型的太阳能集热器没有绝对好、坏之分,重要的是要根据使用地区的气候特征和用途来选择最优性价比的类型,不要被某些厂家误导,多花冤枉钱。 太阳能热水系统中还会用到水管、保温水箱、控制系统等配件,配件的性能也直接影响到整个系统的优越性。可以选择铜管、不锈钢管和PPR管而不要选择镀锌管作为水管,其中,PPR管性价比最高;不要选择采用保温棉来保温的水箱,因为保温棉会吸水;集热板底可以用保温棉而不要用聚苯乙烯来保温;控制系统最好选用进口品牌。 原文地址:https://www.doczj.com/doc/831009854.html,/tech/11316.html 页面 1 / 1

换热器性能综合测试实验

第一章实验装置说明 第一节系统概述 一、装置概述 目前我国传热元件的结构形式繁多,其换热性能差异较大,在合理选用和设计换热器的过程中,传热系数是度量其性能好坏的重要指标。本装置通过以应用较为广泛的间壁式换热器(共有套管式换热器、螺旋板式换热器、列管式换热器和钎焊板式换热器四种)为实验对象,对其传热性能进行测试。。 二、系统特点 1.采用四种不同结构的换热器(分别为套管式换热器、螺旋板式换热器、列管式换热器和钎焊板式换热器)作为实验对象,对其进行性能测量。 2.实验装置可测定换热器总的传热系数、对数传热温差和热平衡误差等,并能根据不同的换热器对传热情况和性能进行比较分析。 3.实验装置采用工业现场的真实换热器部件,与实际应用接轨。 三、技术性能 1.输入电源:三相五线制 AC380V±10% 50Hz 2.工作环境:温度-10℃~+40℃;相对湿度<85%(25℃);海拔<4000m 3.装置容量:<4kVA 4.套管式换热器:换热面积0.14m2 5.螺旋板式换换热器:换热面积1m2 6.列管式换热器:换热面积0.5m2 7.钎焊板式换热器:0.144m2 8.电加热器总功率:<3.5kW 9.安全保护:设有电流型漏电保护、接地保护,安全符合国家标准。 四、系统配置 1.被控对象系统:主要由不锈钢钢架、热水箱、热水泵、冷水箱、冷水泵、涡轮流量计、PT100温度传感器、板式换热器、列管式换热器、套管式换热器、螺旋板式换热器、冷凝器、电加热棒、电磁阀、电动球阀、黄铜闸阀以及管道管件等。 2.控制系统:主要由电源控制箱、漏电保护器、温度控制仪、流量显示仪、调压模块、开关电源以及开关指示灯等。 第二节换热器的认识 一、换热器的形式 能使热流体向冷流体传递热量,满足工艺要求的装置称为换热器。换热器的形式有很多,

太阳能集热器的选型

太阳能集热器的选型 Abstract:An Introduction of the advantages and disadvantages of the flat plate solar concentrator, the glass vacuum tube solar concentrator and the heat pipe solar concentrator, comprehensively evaluating the different kinds of the solar concentrator. Key words: solar concentrator, type selection and comparison, comprehensive evaluation 摘要:对目前常用的平板型、玻璃真空管型及热管型等太阳能集热器的优缺点进行了介绍,并对各种太阳能集热器进行了综合比较。 关键词:太阳能集热器,选型比较,综合评价 1各种太阳能集热器的特点和应用范围 太阳能集热器的类型主要有:平板型太阳能集热器、真空管型太阳能集热器两大类。每一大类太阳能集热器又分多种品种,每一种的太阳能集热器各有其特点和应用范围。 平板型太阳能集热器类 平板型太阳能集热器俗称平板集热器,其基本结构由透明盖板、吸热板、保温层和外壳组成。 其工作原理为:当太阳光透过透明盖板照射到表面涂有吸收涂层的吸热板上时,吸热板吸收太阳的辐射能,将其转换成热能,并将热能传给吸热板流道内的工质,使流道内的工质温度升高;从集热器进口进入吸热板的较低温度的工质,在吸热体流道内被加热升温后,从集热器出口流走,并将有用的热能带走;与此同时,吸热板温度升高,透过透明板和外壳向周围环境散失热能,为减少散热,在平板太阳集热器底部和边框四周填充保温材料。 平板集热器的主要热损失是吸热板和透明盖板之间的空间存在空气对流换热损失。减少这部分热损失的最有效措施是将其间的空气抽去,形成真空。但由于平板集热器的结构和形状等原因,这一措施一时还难于实现,因此,平板集热器只能运行在60℃以下的工作温度,若运行温度较高时,集热效率明显降低。在冬季,环境温度较低,平板集热器的热损失很大,还面临被冻坏的危险。所以,在寒冷地区,平板集热

换热器主要参数及性能特点

换热器主要参数及性能特 点 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

换热器主要参数及性能特点 主要控制参数 板水加热器的主要控制参数为水加热器的单板换热面积、总换热面积、热水产量、换热量、传热系数K、设计压力、工作压力、热媒参数等。 性能特点 (1)换热量高,传热系数K值在3000~8000W/(m22K)范围,高于其它换热器型式。 (2)板式换热器具有很高的传热系数,就决定了它具有结构紧凑、体积小的特点,在每立方米体积内可以布置250平方米的传热面积,大大优于其它种类的换热器。 艾瑞德板式换热器(江阴)有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商,专注于可拆式板式换热器的研发与生产。ARD艾瑞德专业生产可拆式板式换热器(PHE)、换热器密封垫(PHEGASKET)、换热器板片(PHEPLATE)并提供板式换热器维护服务(PHEMAINTENANCE)的专业换热器厂家。ARD艾瑞德拥有卓越的设计和生产技术以及全面的换热器专业知识,一直以来ARD致力于为全球50多个国家和地区的石油、化工、工业、食品饮料、电力、冶金、造船业、暖通空调等行业的客户提供高品质的板式换热器,良好地运行于各行业,ARD已发展成为可拆式板式换热器领域卓越的厂家。

ARD艾瑞德同时也是板式换热器配件(换热器板片和换热器密封垫)领域专业的供应商和维护商。能够提供世界知名品牌(包括:阿法拉伐/AlfaLaval、斯必克/SPX、安培威/APV、基伊埃/GEA、传特/TRANTER、舒瑞普/SWEP、桑德斯/SONDEX、艾普尔.斯密特/、风凯/FUNKE、萨莫威孚/Thermowave、维卡勃Vicarb、东和恩泰/DONGHWA、艾克森ACCESSEN、MULLER、FISCHER、REHEAT等)的所有型号将近2000种的板式换热器板片和垫片,ARD艾瑞德实现了与各品牌板式换热器配件的完全替代。全球几十个国家的板式换热器客户正在使用ARD提供的换热器配件或接受ARD的维护服务(包括定期清洗、维修及更换配件等维护服务)。 无论您身在何处,无论您有什么特殊要求,ARD都能为您提供板式换热器领域的系统解决方案。

换热器综合实验报告

实验四换热器综合实验报告 一、实验原理 换热器为冷热流体进行热量交换的设备。本次实验所用的均是间壁式换热器,热量通过 固体壁面由热流体传递给冷流体,包括:套管式换热器、板式换热器和管壳式换热器。针对上述三种换热器进行其性能的测试。其中,对套管式换热器、板式换热器和管壳式换热器可以进行顺流和逆流两种方式的性能测试。换热器性能实验的内容主要为测定换热器的总传热系数,对数传热温差和热平衡温度等,并就不同换热器,不同两种流动方式,不同工况的传热情况和性能进行比较和分析。 传热过程中传递的热量正比于冷、热流体间的温差及传热面积,即Q = KAΔT (1) 式中:A—传热面积,m2 (1)套管式换热器:0.45m2 (2)板式换热器:0.65m2 (3)管壳式换热器:1.05m2 电加热器:6kV ΔT—冷热流体间的平均温差,℃ K—换热器的传热系数,W/(m·℃) Q—冷热流体间单位时间交换的热量,W.冷热流体间的平均温差ΔT 常采用对数平均温差。对于工业上常用的顺流和逆流换热器,对数平均温差由下式计算 除了顺流和逆流按公式(2)计算平均温差以外,其他流动形式的对数平均温差,都可 以由假想的逆流工况对数平均温差乘上一个修正系数得到。修正系数的值可以由各种传热学书上或换热器手册上查得。 换热器实验的主要任务是测定传热系数K。实验时,由恒温热水箱中出来的热水经水泵

和转子流量计后进入实验换热器内管。在热水进出换热器处分别用热电阻测量水温。从换热 器内管出来的已被冷却的热水仍然回到热水箱中,经再加热供循环使用。冷却水由冷水箱经 水泵、转子流量计后进入换热器套管,在套管中被加热后的冷却水排向外界,一般不再循环 使用。套管外包有保温层,以尽量减少向外界的散热损失。冷却水进出口温度用热电阻测量。 通常希望冷热侧热平衡误差小于3%。 实验中待各项温度达到稳定工况时,测出冷、热流体进出口的温度和冷、热流体的流量, 就可以由下式计算通过换热面的总传热量 根据计算得到的传热量、对数平均温差及已知的换热面积,便可由公式(1)计算出传热系数K 。 换热器类型 方式 热进温度 热出温度 冷进温度 冷出温度 热流体流量 冷流体流量 板式 顺流 57.1 43.5 22.8 31.8 78 72 逆流 56.5 35.9 23.1 33.1 76 72 套管式 顺流 57.6 40.7 22.5 31.6 72 78 逆流 56.8 35.2 22.1 33 72 64 管壳式 顺流 57.1 40.5 22.5 31.3 76 72 逆流 57.2 41.1 22.6 32 74 65 计算传热系数K 和换热器效率 TA Q K ?=

热交换器能效测试与评价规则

TSG特种设备安全技术规范 TSG 20XX 热交换器能效测试与评价规则 Energy Efficiency Test and Evaluation Regulation for Heat Exchanger (征求意见稿) 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布 20XX年XX月XX日

前言 2016年7月,国家质量技术监督检验检疫总局(以下简称国家质检总局)特种设备安全监察局(以下简称特种设备局)委托中国特种设备检测研究院(以下简称中国特检院)组织起草《热交换器能效测试与评价规则》(以下简称规则)。 2016年7月,中国特检院组织成立了起草组,在西安召开第一次工作会议,讨论了规则的制定原则、重点内容以及主要问题、结构(章节)框架,并且就起草工作进行了具体分工,制定了起草工作时间表。2016年9月,起草组在上海召开第二次工作会议,对规则内容进行了调整,并形成了规则征求意见稿。2016年XX月,特种设备局对征求意见稿进行审查后,以质监特函[2016]XX 号文对外征求基层部门、有关单位和专家及公民的意见。201X年XX月,根据征求到的意见起草组进行修改形成送审稿,并提交给国家质检总局特种设备安全与节能技术委员会审议,起草组根据审议意见进行修改后形成报批稿,201X年XX月XX日,由国家质检总局批准颁布。 本规则主要起草单位和人员如下: 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司张延丰周文学 西安交通大学白博峰 国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局冷浩 中国特种设备检测研究院管坚刘雪敏 中国特种设备安全与节能促进会王为国 上海市特种设备监督检验技术研究院汤晓英 甘肃省质量技术监督局特种设备安全监察局严勇 中国石化工程建设有限公司张迎恺 中国石油化工股份有限公司上海高桥分公司蔡隆展 西安市热力总公司唐涤 上海蓝海科创检测有限公司王纪兵 上海板换机械设备有限公司张永德

换热器的特点(1)

板式换热器的特点 1 传热效率高 板片波纹的设计以高度的薄膜导热系数为目标,板片波纹所形成的特殊流道,使流体在极低的流速下即可发生强烈的扰动流(湍流),扰动流又有自净效应以防止污垢生成因而传热效率很高。 一般地说,板式换热器的传热系数K值在3000~6000W/m2.oC范围内。这就表明,板式换热器只需要管壳式换热器面积的1/2~1/4 即可达到同样的换热效果。 2 使用安全可靠 在板片之间的密封装置上设计了2道密封,同时又设有信号孔,一旦发生泄漏,可将其排出热换器外部,即防止了二种介质相混,又起到了安全报警的作用。 3 占地小,易维护 板式换热器的结构极为紧凑,在传热量相等的条件下,所占空间仅为管壳式换热器的1/2~1/3。并且不象管壳式那样需要预留出很大得空间用来拉出管束检修。而板式换热器只需要松开夹紧螺杆,即可在原空间范围内100%地接触倒换热板的表面,且拆装很方便。 4 随机应变 由于换热板容易拆卸,通过调节换热板的数目或者变更

流程就可以得到最合适的传热效果和容量。只要利用换热器中间架,换热板部件就可有多种独特的机能。这样就为用户提供了随时可变更处理量和改变传热系数K值或者增加新机能的可能。 5 有利于低温热源的利用 由于两种介质几乎是全逆流流动,以及高的传热效果,板式换热器两种介质的最小温差可达到1oC。用它来回收低温余热或利用低温热源都是最理想的设备。在相同传热系数的条件下,板式换热器通过合理的选择流速,阻力损失可控制在管壳式换热器的1/3范围内。 6 阻力损失少 因结构紧凑和体积小,换热器的外表面积也很小,因而热损失也很小,通常设备不再需要保温。 7 冷却水量小 板式换热器由于其流道的几何形状所致,以及二种液体都又很高的热效率,故可使冷却水用量大为降低。反过来又降低了管道,阀门和泵的安装费用。 8 在投资效率低 相同传热量的前提下,板式换热器与管壳式换热器相比较,由于换热面积,占地面积,流体阻力,冷却水用量等项目数值的减少,使得设备投资、基建投资、动力消耗等费用大大降低,特别是当需要采用昂贵的材料时,由于效率高和

太阳能集热器汇总

太阳能集热器 太阳能的热利用中,关键是将太阳的辐射能转换为热能。由于太阳能比较分散,必须设法把它集中起来,所以,集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。由于用途不同,集热器及其匹配的系统类型分为许多种,名称也不同,如用于炊事的太阳灶、用于产生热水的太阳能热水器、用于干燥物品的太阳能干燥器、用于熔炼金属的太阳能熔炉,以及太阳房、太阳能热电站、太阳能海水淡化器等等。 一、太阳能集热器概念 1.概念 在太阳能的热利用中,关键是将太阳的辐射能转换为热能。由于太阳能比较分散,必须设法把它集中起来,所以,集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。由于用途不同,集热器及其匹配的系统类型分为许多种,名称也不同,如用于炊事的太阳灶、用于产生热水的太阳能热水器、用于干燥物品的太阳能干燥器、用于熔炼金属的太阳能熔炉,以及太阳房、太阳能热电站、太阳能海水淡化器等。 2.原理 效率比较高的集热器由收集和吸收装置组成。阳光由不同波长的可见光和不可见光组成,不同物质和不同颜色对不同波长的光的吸收和反射能力是不一样的。黑颜色吸收阳光的能力最强,因此棉衣一般用深色或黑色布。白色反射阳光的能力最强,因而夏季的衬衫多是淡色或白色的。因此利用黑颜色可以聚热。让平行的阳光通过聚焦透镜聚集在一点、一条线或一个小的面积上,也可以达到集热的目的。纸在阳光照射下,不管阳光多么强,哪怕是在炎热的夏天,也不会被阳光点燃。但是,若利用集光器,把阳光聚集在纸上,就能将纸点燃。集热器一般可分为平板集热器、聚光集热器和平面反射镜等几种类型。 3.平板集热器 平板集热器一般用于太阳能热水器等。聚光集 热器可使阳光聚焦获得高温,焦点可以是点状或线 状,用于太阳能电站、房屋的采暖(暖气)和空调 (冷气)、太阳炉等。按聚光镜构造有“菲涅尔”透 镜、抛物面镜和定日镜。 平面反射镜用于太阳能塔式发电,有跟踪设备, 一般和抛物面镜联合使用。平面镜把阳光集中反射 在抛物面镜上,抛物面镜使其聚焦。 二、定义 太阳能集热器的定义是:吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热介质的装置。这短短

蒸发器动态特性及详细介绍

蒸发器动态特性及详细介绍 摘要:蒸发器是制冷和热泵系统中最重要的组成部分之一,其动态特性的模拟预测和研究无论对蒸发器本身的设计、运行还是对整个制冷热泵系统的优化和控制都具有十分重要的意义。本文以逆流套管式蒸发器为研究对象,从其结构特点出发,经适当假定,运用质量、动量和能量守恒方程建立蒸发器的动态分布参数模型。用数值方法对模型方程进行离散求解。得到并分析了动态过程中蒸发器制冷剂侧及水侧各主要参数的沿程分布及其随时间的变化情 况。 关键词:蒸发器动态模拟动态分布参数 0 引言 制冷与热泵技术与人们日常生活的关系越来越密切,尤其是近年来随着国民经济和人民生活水平的提高,制冷和热泵行业发展迅速,与此同时也造成电耗、燃料消耗的大幅度增加,缺电、缺油、缺煤等信息见诸报端的频率不断升级。据统计,暖通空调能耗约占我国总能耗的22.75%,并有逐渐上升的趋势。在我国经济保持快速增长的同时,重要能源的紧缺正逐 步成为制约我国经济发展的瓶颈,因此,开发和研制高性能、低能耗的制冷、热泵系统是该技术领域的重要课题之一,也是“可持续发展”国策的迫切要求。而蒸发器是制冷、热泵装置中最重要的组成部分之一,它的运行状况直接关系到整个系统性能的优劣,因此,蒸发器的研究一直受到国内外学者的密切关注。 蒸发器动态分布参数模型的建立 实际上,整个制冷、热泵装置均是在动态下工作,纯粹的稳态工况是不存在的。到目前为止,对制冷系统所建立的理论模型中大部分是基于稳态工况下做出的。为对整个制冷、热泵系统的实际运行过程机理有充分的理解,提高系统各部件及系统的效率,实现制冷、热泵系统的最佳匹配及最优控制等,必须建立能描述整个系统的动态数学模型。作为制冷系统的关键设备——换热器仍是研究者们历来研究的重点,其动态性能对整个制冷、热泵系统性能起至关重要的作用。因此,换热器的动态模型已成为整个制冷、热泵系统动态模拟水平高低的一个重要标志。在制冷、热泵装置中,换热器包括蒸发器和冷凝器,二者的研究有相似之处,但也有很大不同。比较而言,蒸发器的研究要比冷凝器复杂得多,它对系统的影响更大,建模过程中要考虑的因素更多。蒸发器模型的建立主要有集中参数和分布参数两种方法,前者具有计算速度快,稳定性好的优点,通常用于定性分析;而后者具有计算精度高、结果可靠、能较好的反映研究对象真实运行状态等优点,采用该方法建模具有现实意义。本文以套管式蒸发器为研究对象,采用分布参数法建立模型,模型中水与制冷剂间的换热视为逆流换热,蒸发器中制冷剂在管内流动,主要经历从两相到过热的过程,但为了增大模型的通用性、更加全面地研究蒸发器的动态特性,在模型中考虑了过冷区以及过冷沸腾区。 在某些工况下,制冷剂虽经膨胀阀后压力下降,但仍有可能以过冷状态进入蒸发器。此

液-液换热器传热性能测试与计算方法( )

Q/SH1020 中国石化集团胜利石油管理局企业标准 Q/SH1020 ××××-×××× 液—液换热器传热性能测试 与计算方法 2005-××-××发布 2005-××-××实施中国石化集团胜利石油管理局发布

Q/SH1020××××-×××× 目次 前言 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 总则 (1) 4 术语和定义 (1) 5 测试 (1) 6 换热器热负荷和传热性能指标计算 (2) 7 测试报告主要内容 (4) 附录A(资料性附录)测试计算数据综合表 (5) 附录B(资料性附录)测试数据汇总表 (6) 附录C(提示性附录)符号 (6) I

Q/SH1020××××-×××× 前言 本标准的附录A、附录B为资料性附录,附录C为提示性附录。 本标准由胜利石油管理局节能专业标准化委员会提出并归口。 本标准由中国石化集团胜利石油管理局批准。 本标准起草单位:中国石化胜利油田有限公司技术检测中心能源监测站。 本标准主要起草人:许涛、宋鑫、王强、王贵生、周长敬、李忠东、邓寿禄、冯国栋、郑召梅。 II

液-液换热器传热性能测试与计算方法 1 范围 本标准规定了液-液换热器传热性能的测试方法、技术要求、测试用仪器仪表、计算方法及测试报告主要内容。 本标准适用于液-液换热器(以下简称换热器)。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方,研究是否可使用这些文件的最新版本。 GB 151-1999 管壳式换热器 GB16409-1996 板式换热器 3 总则 3.1 换热器传热性能测试体系是由被测试换热器、冷热流体循环系统及测试仪表组成。 3.2 换热器型号表示方法符合GB 151-1999中3.10和GB16409-1996中3.5的规定。 3.3 换热器传热性能测试分级:一级测试为鉴定新投产换热器的测试,二级测试为换热器运行中的测试。 4 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 4.1 液-液换热器 指水-水、水-油、油-油等以液体与液体之间进行热交换的换热器。 4.2 换热器一次侧 指热量的提供侧,即高温介质端。 4.3 换热器二次侧 指热量的接收侧,即低温介质端。 4.4 换热器传热性能指标 4.4.1 对数平均温差 指冷热流体平均温差的表示,表征换热器传热的动力。 4.4.2 传热效率 指实际传热量与最大理论传热量之比值。 4.4.3 传热面积 指从放热介质中吸收热量并传递给受热介质的表面积。 4.4.4 传热系数 指单位传热面积上,冷热流体的平均温差为1℃时,两流体通过换热器所传递的热量。 4.5 额定热负荷 指换热器使用设计的介质流体,在设计参数下运行,即在规定的介质流量、温差和一定的传热效率下连续运行时,单位时间的传热量。 4.6 运行热负荷 指在换热器连续运行工况下,单位时间的传热量。 4.7 热平衡相对误差 指一次侧热负荷与二次侧热负荷之差值与一次侧热负荷之比。 4.8 传热系数误差 指在额定热负荷工况下测试两次所得的传热系数,两值之差与其中较大的传热系数之比。 5 测试 5.1 测试技术要求 1

太阳能集热器面积计算说明

太阳能集热器面积计算 1、前言 2005年笔者参与了由厦门市建设与管理局组织的《厦门市太阳能热利用与建筑一体化实施可行性报告》的课题研究,经过近一年的努力,调研、学习总结太阳能热水系统运用较好的云南、山东省份的工程经验,针对厦门太阳能资源及气候条件的实际情况,提出了在厦门地区太阳能热利用与建筑一体化的可行实施方案,课题针对不同的建筑形式提出了在厦门市太阳能利用推荐方案,对今后厦门市实施太阳能热利用与建筑一体化具有科学、实际的指导意义。近几年笔者多次参与厦门市太阳能试点工程的设计及专家论证会,并对工程进行跟踪调研,积累了一些经验。下面笔者就太阳能在民用建筑应用技术方面的设计要点进行阐述,供同行参考。中华太阳能 2、我国目前太阳能热水系统应用技术现状 太阳能作为一种可持续使用的绿色能源,在我国已广泛开发使用,建设部根据国家可持续发展规律战略要求,已在民用建筑中积极推广使用太阳能热水器,并在全国范围内推广实施"阳光计划"。近年来,我国太阳能利用虽然取得了很好的节能效益,但在民用建筑中太阳能利用往往自成系统,作为建筑的后置设备安装和使用,即使是新建筑,也是简单的安装在屋面上。因为早期没有可执行的相关国家规范,太阳能热水器在建筑上布置极为随意,未预留管井,无位置随意占用烟道,集热器、热水箱的承载、防风、避雷等安全措施不健全,给城市景观、建筑的安全带来及不利的影响。笔者在参观昆明太阳能利用情况时,看到许多类似

的情况,已大大影响了市容市貌和建筑安全,致使国内有些城市禁止在建筑上安装太阳能热水器,并要求拆除已安装的太阳能热水器,这些都将制约太阳能热水系统在建筑中的利用。为使太阳能热水系统安全可靠、性能稳定,与建筑和周边环境协调统一,并规范太阳能热水系统的设计、安装和验收,推动太阳能热水系统在建筑中的利用,近年来国家先后出台了一系列相关规范和国标图集,有GB/T18713-2002《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》、GB50364-2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》、GB/T20095-2006《太阳热水系统性能评定规范》、国标图集06J908-6《太阳能热水器选用与安装》06SS128《太阳能集中热水系统选用与安装》….及省标J10807-2006《居住建筑与太阳能热水系统一体化设计、安装及验收规程》(以下简称省标J10807-20 06),以上标准都各具特色,特别是国标GB50364-2005是我国第一项 有关太阳能热水系统在建筑中应用的国家标准,为我国太阳能热水系统在建筑中推广应用提供了技术依据。 3、民用建筑太阳能热水系统设计要点及主要设计步骤 《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》中(以下简称GB50364-200 5)首先强调民用建筑太阳能热水系统设计应纳入建筑给排水设计中, 建筑给排水专业人员在太阳能企业技术人员的配合下,依据规范GB503 64-2005的要求,对太阳能热水系统进行设计,同时并应符合国家现行有关标准的要求。 3.1、民用建筑太阳能热水系统设计的基本条件:

热交换器能效测试与评价规则

热交换器能效测试与评价规则

TSG特种设备安全技术规范 TSG 20XX 热交换器能效测试与评价规则Energy Efficiency Test and Evaluation Regulation for Heat Exchanger (征求意见稿) 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布 20XX年XX月XX日

前言 2016年7月,国家质量技术监督检验检疫总局(以下简称国家质检总局)特种设备安全监察局(以下简称特种设备局)委托中国特种设备检测研究院(以下简称中国特检院)组织起草《热交换器能效测试与评价规则》(以下简称规则)。 2016年7月,中国特检院组织成立了起草组,在西安召开第一次工作会议,讨论了规则的制定原则、重点内容以及主要问题、结构(章节)框架,并且就起草工作进行了具体分工,制定了起草工作时间表。2016年9月,起草组在上海召开第二次工作会议,对规则内容进行了调整,并形成了规则征求意见稿。2016年XX月,特种设备局对征求意见稿进行审查后,以质监特函[2016]XX 号文对外征求基层部门、有关单位和专家及公民的意见。201X年XX月,根据征求到的意见起草组进行修改形成送审稿,并提交给国家质检总局特种设备安全与节能技术委员会审议,起草组根据审议意见进行修改后形成报批稿,201X年XX月XX日,由国家质检总局批准颁布。 本规则主要起草单位和人员如下: 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司张延丰周文学 西安交通大学白博峰 国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局冷浩 中国特种设备检测研究院管坚刘雪敏 中国特种设备安全与节能促进会王为国 上海市特种设备监督检验技术研究院汤晓英 甘肃省质量技术监督局特种设备安全监察局严勇 中国石化工程建设有限公司张迎恺 中国石油化工股份有限公司上海高桥分公司蔡隆展 西安市热力总公司唐涤 上海蓝海科创检测有限公司王纪兵 上海板换机械设备有限公司张永德

四种换热器的结构特点及优缺点

3、四种换热器的结构特点及优缺点。 (1)固定管板式换热器 组成:管箱、管板、换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管等。 结构特点:管板与壳体之间采用焊接连接。两端管板均固定,可以是单管程或多管箱,管束不可拆,管板可延长兼作法兰。 优点:结构简单,制造方便,在相同管束情况下其壳体内径最小,管程分程较方便。 缺点:壳程无法进行机械清洗,壳程检查困难,壳体与管子之间无温差补偿元件时会产生较大的温差应力,即温差较大时需采用膨胀节或波纹管等补偿元件以减小温差应力。 (2)浮头式换热器 组成:管箱、管板、换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管、钩圈、浮头盖等。结构特点:一端管板与壳体固定,另一端管板(浮动管板)与壳体之间没有约束,可在壳体内自由浮动。只能为多管程,布管区域小于固定管板式换热器,管板不能兼作法兰,一般有管束滑道。 优点:不会产生温差应力,浮头可拆分,管束易于抽出或插入,便于检修和清洗。缺点:结构较复杂,操作时浮头盖的密封情况检查困难。 (3)U形管式换热器 组成:管箱、管板、U形换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管等。 结构特点:只有一个管板和一个管箱,壳体与换热管之间不相连,管束能从壳体中抽出或插入。只能为多管程,管板不能兼作法兰,一般有管束滑道。总重轻于固定管板式换热器。优点:结构简单,造价较低,不会产生温差应力,外层管清洗方便。 缺点:管内清洗因管子成U形而较困难,管束内围换热管的更换较困难,管束的固有频率较低易激起振动。 (4)填料函式换热器 组成:管箱、管板、管束、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管、填料函等。 结构特点:一侧管箱可以滑动,壳体与滑动管箱之间采用填料密封。管束可抽出,管板不兼作法兰。优点:填料函结构较浮头简单,检修清洗方便;无温差应力,(具备浮头式换热器的优点,消除了固定管板式换热器的缺点)。 缺点:密封性能较差,不适用于易挥发、易燃、易爆和有毒介质。

换热器性能试验大纲

换热能力验证 1、试验目的 验证换热器的换热性能流体阻力特性。 2、实验依据 JB/T 10379-2002 换热器热工性能和流体阻力特性通用测定方法。 3、试验单位资质 ISO17025 4、实验条件 4.1试验地点 4.2 试验对象 4.3 实验设备 序号名称数 量型号测试厂家鉴定单位合格证 到期日期 1 涡轮流量传 感器 1 LWGY-40 2 压力传感器 1 DW115DP0-500Kpa 3 水银温度计 2 50-100 4 温度传感器 6 PT100 5 风速仪 1 VT100 6 压力传感器 1 475-0 MARK III 4.4状态要求 乙二醇溶液额定流量15 l/min 冷风额定流量0,475 m3/s 乙二醇溶液配比48/52%(体积比)

4.5环境要求 测试环境温度为20 .....+45 ℃左右 5、试验步骤 5.1 换热量测试—变冷介质流量(在100%通风面积和90%通风面积两种条件下分别测试) 5.1.1 将换热器按照JB/T 10379-2002 图2安装到测试台上。 5.1.2 冷介质进口温度为环境温度a℃ 5.1.3 热介质进口温度为a+20℃。 5.1.4 调节热介质在15 l/min 5.1.5 将冷却介质(冷却风)分别调节到0.5m3/s,0.9m3/s,1.3m3/s,1.76m3/s,2.2m3/s, 2.64m3/s, 5.1.6 按照JB/T10379-2002 记录各项测试参数值。 5.1.7 计算换热量 冷介质热流量 热介质热流量 平均换热量 热平衡误差 5.2 换热量测试-变热介质流量

5.2.1 将换热器按照JB/T10379-2002 要求安装到测试台上。 5.2.2 冷介质进口温度为环境温度a ℃ 5.2.3 热介质进口温度为a+20℃ 5.2.4 按照下表调节冷热测流量 5.2.5 按照JB/T10379-2002 记录各项测试参数值 5.2.6 计算换热量 冷介质热流量 热介质热流量 平均换热量 热平衡相对误差 5.3 风侧阻力曲线 5.3.1 换热面积100% 5.3.1.1 将换热器按照JB/T10379-2002 图2要求安装到测试台上 5.3.1.2 冷风测试温度:环境温度20-45℃ 5.3.1.3 控制热介质(乙二醇溶液)在15 l/min 5.3.1.4 控制热介质(乙二醇溶液进口温度为75℃,进出口平均温度72℃。 5.3.1.5 冷风变化范围0.15m3/s-0.6 m3/s(0.15,0.25,35,0.475,0.6) 5.3.1.6 记录不同介质流量下对应的压降 5.3.2 换热面积90% 5.3.2.1 将换热器按照JB/T10379-2002 图2要求安装到测试台上 5.3.2.2 冷风测试温度:环境温度20-45℃ 5.3.2.3 控制热介质(乙二醇溶液)在15 l/min 5.3.2.4 控制热介质(乙二醇溶液进口温度为75℃,进出口平均温度72℃。 5.3.2.5 冷风变化范围0.5m3/s-2.64 m3/s(0.5,0.9,01.3,1.76,2.2,2.64) 5.3.2.6 记录不同介质流量下对应的压降 5.4 热侧(乙二醇溶液)阻力曲线 5.4.1将换热器按照JB/T10379-2002 图2要求安装到测试台上

换热器温度前馈控制

目录 1引言 (2) 2 设计任务与方案分析 (2) 2.1 设计任务 (2) 2.2 方案分析 (2) 3 建模分析 (3) 3.1 换热器的静态特性分析 (3) 3.2 换热器的静态放大系数 (4) 3.3 被控过程分析 (5) 4 前馈控制器的设计 (6) 4.1 前馈控制通用模型分析 (6) 4.2 静态前馈控制器的设计 (7) 4.3前馈控制的动态补偿 (8) 5 调节阀和检测变送元件介绍 (9) 5.1 调节阀的选择 (9) 5.2 温度变送器 (10) 5.3 流量传感器 (10) 6 参数整定及系统实现 (11) 6.1 静态工作点 (11) 6.2动态补偿参数的整定 (11) 7 小结体会 (13) 8 参考文献 (14)

换热器温度前馈控制 1引言 换热器作为工艺过程中必不可少的单元设备,广泛地应用于石油、化工、动力、轻工、机械、冶金、交通、制药等工程领域中。据统计,在现代石油化工企业中换热器投资约占装置建设总投资的 30%~40%;在合成氨厂中,换热器约占全部设备总台数40%。由此可见,换热器对整个企业的建设投资及经济效益有着重要的影响。化工生产中所指的换热器,常指间壁式换热器,它利用金属壁将冷、热两种流体间隔开,热流体将热传到避面的一侧(对流传热),通过间壁内的热传导,再由间壁的另一侧将热传递给冷流体,从而使热物流被冷却,冷物流被加热,满足化工生产中对冷物流或热物流温度的控制要求。 目前,换热器控制中大多数仍采用传统的PID控制,以加热(冷却)介质的流量作为调节手段,以被加热(冷却)工艺介质的出口温度作为被控量构成控制系统,对于存在大的负荷干扰且对于控制品质要求较高的应用场合,多采用加入负荷干扰的前馈控制构成前馈反馈控制系统.本文就通过对干扰的分析,重点阐述前馈对于干扰的控制作用。 2 设计任务与方案分析 2.1 设计任务 本文以用蒸汽液化给工艺介质加热为代表介绍换热器温度控制系统,针对工艺介质出口温度的主要干扰进行分析,并对扰动实施前馈控制以达到扰动补偿的目的。具体要求为:扰动分析,扰动补偿中的变送器选择、执行器选择、控制器控制方案选择和参数整定并进行系统仿真。充分利用前馈控制的在扰动对控制过程影响之前就加以抑制的特点达到控制温度要求,避免较大超调的要求。 2.2 方案分析 前馈控制的特点是扰动补偿。 在扰动还未影响输出以前,直接改变操作变量,以使输出不受或少受外部扰动的影响。这就是前馈控制的思想。 对于换热器控制系统为什么采用前馈控制策略而不采用单回路的反馈控制

平板型太阳能集热器技术标准

平板型太阳能集热器技术标准 1 范围 本标准规定了胜强阳光公司平板型太阳能集热器的产品分类、标记、技术要求、标识包装等内容。 2 引用文件 GB/T 6424-2007 平板型太阳集热器技术条件 GB/T 4271-2007 平板型太阳集热器热性能试验方法 GB/T 26974-2011 平板型太阳能集热器吸热体技术要求 GB/T 12936-2007 太阳能热利用术语 GB/T 25969-2010 家用太阳能热水系统主要部件选材通用技术条件 GB/T 1800.1-2009产品几何技术规范(GPS)极限与配合第1部分:公差、偏差和配合的基础 GB/T 1804-2000 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差 GB/T 1720-1979 漆膜附着力测定法 GB/T 1527-2006 铜及铜合金拉制管 GB/T 3190-2008 变形铝及铝合金化学成分 GB/T 6892-2006 一般工业用铝及铝合金挤压型材 GB/T 14846-2008 铝及铝合金挤压型材尺寸偏差 GB 5237.1-2008 铝合金建筑型材第1部分基材 GB 5237.2-2008 铝合金建筑型材第2部分阳极氧化型材 GB 5237.3-2008 铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材 GB 5237.4-2008 铝合金建筑型材第4部分粉末喷涂型材 GB 15763.2-2005 建筑用安全玻璃第2部分:钢化玻璃 GB/T 2518-2008 连续热镀锌钢板及钢带 GB/T 14978-2008 连续热镀铝锌合金镀层钢板及钢带 GB/T 13448-2006 彩色涂层钢板及钢带试验方法 GB/T 3880.1-2012 一般工业用铝及铝合金板、带材第1部分:一般要求 GB/T 3880.2-2012 一般工业用铝及铝合金板、带材第2部分:力学性能 GB/T 3880.3-2012 一般工业用铝及铝合金板、带材第3部分:尺寸偏差 GB/T 26709-2011太阳能热水器用硬质聚氨酯泡沫塑料 GB/T 17795-2008 建筑绝热用玻璃棉制品 GB/T 24798-2009 太阳能热水系统用橡胶密封件 GB/T 11618.1-2008 铜管接头第1部分:钎焊式管件 GB/T 11618.2-2008 铜管接头第1部分:卡压式管件 GB/T 13384-2008 机电产品包装通用技术条件 GB/T 191-2008 包装储运图示标志 3 产品分类与标记 3.1产品分类

换热器主要参数及性能特点

换热器主要参数及性能特点 主要控制参数 板水加热器的主要控制参数为水加热器的单板换热面积、总换热面积、热水产量、换热量、传热系数K、设计压力、工作压力、热媒参数等。 性能特点 (1)换热量高,传热系数K值在3000~8000W/(m22K)范围,高于其它换热器型式。 (2)板式换热器具有很高的传热系数,就决定了它具有结构紧凑、体积小的特点,在每立方米体积内可以布置250平方米的传热面积,大大优于其它种类的换热器。 艾瑞德板式换热器(江阴)有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商,专注于可拆式板式换热器的研发与生产。ARD艾瑞德专业生产可拆式板式换热器(PHE)、换热器密封垫(PHEGASKET)、换热器板片(PHEPLATE)并提供板式换热器维护服务(PHEMAINTENANCE)的专业换热器厂家。 ARD艾瑞德拥有卓越的设计和生产技术以及全面的换热器专业知识,一直以来ARD致力于为全球50多个国家和地区的石油、化工、工业、食品饮料、电力、冶金、造船业、暖通空调等行业的客户提供高品质的板式换热器,良好地运行于各行业,ARD已发展成为可拆式板式换热器领域卓越的厂家。

ARD艾瑞德同时也是板式换热器配件(换热器板片和换热器密封垫)领域专业的供应商和维护商。能够提供世界知名品牌(包括:阿法拉伐/AlfaLaval、斯必克/SPX、安培威/APV、基伊埃/GEA、传特/TRANTER、舒瑞普/SWEP、桑德斯/SONDEX、艾普尔.斯密特/API.Schmidt、风凯/FUNKE、萨莫威孚 /Thermowave、维卡勃Vicarb、东和恩泰/DONGHWA、艾克森ACCESSEN、MULLER、FISCHER、REHEAT等)的所有型号将近2000种的板式换热器板片和垫片,ARD艾瑞德实现了与各品牌板式换热器配件的完全替代。全球几十个国家的板式换热器客户正在使用ARD提供的换热器配件或接受ARD的维护服务(包括定期清洗、维修及更换配件等维护服务)。 无论您身在何处,无论您有什么特殊要求,ARD都能为您提供板式换热器领域的系统解决方案。 (3)板式换热器还具有组装灵活,拆卸清洗方便的特点,可以用增减板片数量

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